Wieni nihkeseadus

Wieni nihkeseadus on füüsikaseadus, mis määratleb absoluutselt musta keha ehk mustkiirguri kiirgusspektri intensiivsuse hariväärtusele vastava lainepikkuse sõltuvust temperatuurist.

Musta keha kiirguse intensiivsuse jaotus sõltuvalt lainepikkusest eri temperatuuridel. Nagu näha, siis mustkiirguri temperatuuri langedes nihkub intensiivsuse maksimum kiirgusspektri pikemate lainepikkuste poole. Seda eriomadust kirjeldabki Wieni seadus

Wieni seaduse kohaselt on mustkiirguri maksimaalse intensiivsusega lainepikkus $\lambda _{\max }$ pöördvõrdeline selle keha temperatuuriga:

$\lambda _{\max }={\frac {b}{T}}\,,$

kus $b$ on Wieni nihkekonstant väärtusega 2897,771955… µm·K ja $T$ on mustkiirguri temperatuur kelvinites.

Seaduse tuletas 1893. aastal Saksa füüsik Wilhelm Wien. Konstandi $b$ väärtus määrati siis katsete põhjal. Tegelikult saab selle konstandi arvutada Plancki valemi järgi:

$b={\frac {ch}{k\alpha }}\,,$

kus $c$ on valguse kiirus, $h$ on Plancki konstant, $k$ on Boltzmanni konstant ja $\alpha =4{,}965\,114\,231\,7\dots$ on konstant, mis on saadud võrrandi $\alpha /5=1-e^{-\alpha }$ lahendina.

Näiteks Päikese pinna temperatuurile 5780 K vastab lainepikkus umbes 500 nm, mis jääb nähtava valguse lainepikkuste piirkonna keskossa. Inimkeha (temperatuuril ca 310 K) kiirgab kõige enam lainepikkusel umbes 10 µm, mis on infrapunakiirguse lainepikkusega soojuskiirgus. Kosmilise taustkiirguse efektiivne temperatuur on 2,7 K ja kiirgus saavutab oma maksimumi lainepikkusel umbes 1 mm (sellest lainepikkusest algavad raadiolained).

Vaata ka

• Musta keha kiirgus